Nuages, tempêtes et rivières: les climats de la planète Mars

Nuages, tempêtes et rivières:
les climats de la planète Mars
François Forget,
Laboratoire de Météorologie Dynamique
CNRS
Baikonur, Kasakhstan, 3 juin 2003
Mission Mars Express (ESA) première sonde européenne autour
d’une autre planète
Toulouse
Mars 2003
Integration de la
mission ESA Mars
Express
Vestatis Borealis
HRSC
Mangala Valles, HRSC, Mars Express
Toulouse
Mars 2003
Integration de la
mission ESA Mars
Express : lander
Beagle 2
Contact perdu le 25 décembre 2003…
Mars Observer
(1993)
Mars : Une
exploration
difficile !
Beagle 2 (2003)
Mars Polar Lander (1999)
Mars Climate Orbiter (1999)
Mars 96 (1996)
Mars Pathfinder 1997
Température à la surface de Mars
(Sonde Pathfinder, juillet 1997, été martien par 20°N)
Température à 25cm, 50 cm, 1m
-13°C
-33°C
-53°C
-73°C
Heure locale solaire
Lander Viking 1, 1976 : 1ere photo couleur
Lander Viking 1, 1976 : 1ere photo couleur
Lander Viking 1, 1976
Rover NASA Spirit, 2004
Comment soulever les poussières ?
1) Des Tornades de poussières
Rover NASA Spirit, aout 2005
Comment soulever les poussières ?
Des tempêtes de
2) Des Tempêtes
de poussières
poussières
Camera Mars Global Surveyor
Tempête globale de poussière
Mars le 22 Août 2003, observé par un telescope de 20 cm
Calotte polaire nord au printemps (montage photos)
un manteau de neige carbonique
Sublimation de la glace carbonique
1 km
300 m
(Piqueux et al. 2003)
L’eau sur Mars ??
Au pôle nord :
un glacier grand
comme la
France
Eté nord
Brouillard dans les vallées le matin
Opportunity, 25/09/2006
Viking 2 48°N
Sur Mars : de la glace, mais pas
d’eau liquide en surface
• Sur Terre : vie = eau liquide
• Pas d’eau liquide = pas de vie sur Mars ?
• ET AUTREFOIS ?
Carte topographique de Mars
Topographie (m)
Mars EXPRESS. HRSC Camera
10 km
MARS : Warrego Vallis
150 km
EARTH
(Yemen ; same scale)
Des rives d’anciens lacs?
Mars Il y a 4
milliards d’années ?
Mars Express
Double Mission Mars Exploration Rover
(NASA)
Arrivées sur Mars en janvier 2004
Objectif :
Cratère Gusev
Site d’atterrissage
Spirit
100 km
Atterrisseur Spirit 2004
Columbia hills
May 2007
90% silica soil
found on Mars
by Spirit !
Rover « Spirit »
Gusev Crater
Rover « Opportunity »
Plaine Meridiani
des roches sédimentaire riche en Sulfate !
Gypsum
Crystal
Mold
Sulfatedominated rock
Spherules
extended sulfate-rich area
Mars Express
Omega
km
0
40
OMEGA maps, © IAS
Candor Chasma
Sulfate rich sediments
HRSC/OMEGA Mars Express
Cratère
endurance
Cratère Endurance, Opportunity, été 2004
Cratère
endurance
Cratère
endurance
Mars Reconnaissance Orbiter, NASA
Opportunity
28 août
2008
5 km
Opportunity
20 novembre 2008
Mars Express
Omega
Détection
d’argile !
Requiert des
milliers
d’années
d’altération par
l’eau liquide…
Une nouvelle HISTOIRE de MARS
Bibring et al. 2005
• Avant 3,8 Milliards d’années : Ere de
l’argile : lacs, rivières…
• 3,8 à 3,5 Milliards d’années : Ere des
sulfates : lacs, rivières épisodiques,
transitoires
• Depuis 3,5 Milliards d’années : Ere
désertique ?
B Plutot l’ère de la glace !
MARS (tropiques)
TERRE (ANTARCTIQUE)
Récents changement climatique due aux
variations de l’obliquité
Terre: variation de ± 1.3°
Mars: variation
entre 0° et 60° !
Laskar et al. 2002
(Laskar and Robutel 1993
Touma and Wisdom 1993
Simulation du climat à haute obliquité
(modèle de climat global martien du LMD)
Cartographie d’énigmatiques dépôts
d’origine glaciaire sur les montagnes
tropicales martiennes (Head et al. 2005)
Simulation de l’accumulation de
glace il y a ~5 millions d’années par
le modèle de climat martien du LMD
(Forget et al., Science 2006)
Spectromètre Neutron, NASA Mars Odyssey , 2001
Rayons
cosmiques
Neutrons
Spectromètre Neutron, NASA Mars Odyssey , 2001
Rayons
cosmiques
Moins de
Neutrons
glace
Mars Odyssey: Global
Water
Minimum water equivalent hydrogen
abundance (weight percent)
Mais d’où vient la glace ???
z Diffusion de vapeur d’eau dans le sous sol ?
z Les changements climatiques ? La couche de
glace serait héritée d’une ancienne « période
glaciaire »
Retour à basse obliquité (GCM simulation)
Levrard et al. 2004
?
Lancement de la sonde Phoenix, samedi 4 août 2007
Phoenix,
26 mai 2008
68°N
Un témoin : NASA Mars Reconnaissance Orbiter
First Ground View of the
Mars Polar Region
1ere image Phoenix, mai 2008
Antarctique
Sous le Lander Phoenix : de la glace dégagée par les rétrofusées.
Ice‐Bottomed Trenches
Dodo-Goldilocks
Snow White
L’hiver est arrivée. Faute d’énergie solaire,
et affecté par les
basses températures,
Phoenix a cessé de
fonctionner début
novembre 2008
A suivre …
• Après Lander
Phoenix (NASA)
• 2009 2011: Mars
Science Laboratory
(NASA)
A suivre …
• 2011 Mars Science
Laboratory (NASA)
• 2013 : Satellite
MAVEN (NASA)
(plasma et échappement
atmosphérique)
• 2016 Rover
EXOMARS
(Agence Spatiale
Européenne)
A suivre …
• A partir de 2011:
Mission « Metnet »
(Finlande, Russie, etc…)
• > 2020 retour
d’échantillons…
MERCI
mMars , janvier 2008